TWI542549B - ITO powder and its manufacturing method, transparent conductive material coating, and transparent conductive film - Google Patents
ITO powder and its manufacturing method, transparent conductive material coating, and transparent conductive film Download PDFInfo
- Publication number
- TWI542549B TWI542549B TW097137447A TW97137447A TWI542549B TW I542549 B TWI542549 B TW I542549B TW 097137447 A TW097137447 A TW 097137447A TW 97137447 A TW97137447 A TW 97137447A TW I542549 B TWI542549 B TW I542549B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- ito
- tin
- indium
- particles
- organic solvent
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G19/00—Compounds of tin
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/08—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
Description
本發明係關於ITO粉末及其製造方法,含有該ITO粉末之透明導電材用塗料,暨使用該塗料而成膜之透明導電膜。
含有含Sn之In氧化物、亦即ITO(以下有時記載為「含錫之氧化銦」)的膜,由於顯示對可見光之高透光性與導電性,故被使用作為各種顯示裝置或太陽電池等之透明導電膜。此含ITO之透明導電膜(以下有時記載為ITO膜)之成膜方法,已知有濺鍍法等之物理成膜法、塗佈粒子分散液或有機化合物之塗佈法。
塗佈法之塗膜係相較於濺鍍法等之物理性方法,其導電性雖較低,但可不使用真空裝置等高價裝置而進行大面積或複雜形狀之成膜,具有低成本之優點。再者,此塗佈法中,粒子分散液之方法係相較於必須使塗佈膜熱分解之有機化合物塗佈法,可依較低溫製程進行成膜,而亦可得到良好導電性,故被廣泛使用作為布朗管之電磁波蔽障膜,亦研討對於LCD或EL等之顯示裝置的應用。
習知,作為ITO膜之形成所使用之ITO粒子的製造方法,係提案有於氯化銦水溶液、氯化錫水溶液等之含有銦離子及錫離子之水溶液中,加入氨、苛性鈉等之鹼而使其中和‧沉澱,生成銦氫氧化物,於大氣環境或還原性氣體環境下以500℃以上之高溫進行加熱處理(煅燒)而使其結晶化的方法。
作為ITO粉末之製造方法,亦提案有使用有機物之製法。專利文獻1中,係將銦鹽與錫鹽溶解於有機溶媒中後,於其中添加鹼水溶液而使銦氫氧化物與錫氫氧化物生成,將所得之銦氫氧化物與錫氫氧化物之混合物乾燥後,進行加熱處理。
另外,本案申請人提案有藉由將於水溶液中所製作之氧化銦以200℃至350℃之有機溶媒中進行加熱,而使含錫之氫氧化銦溶解於有機溶媒中,進而利用析出而生成超微粒子,藉該超微粒子之生成而兼顧ITO粒子的生成溫度之低溫化與良好結晶性(參照專利文獻2)。
(專利文獻1)日本專利特開平3-54114號公報
(專利文獻2)日本專利特願2006-101208號公報
於習知之ITO粉末之製造方法中,係將含有銦氫氧化物及錫氫氧化物之膠體粒子的溶膠予以乾燥後,將該乾燥物藉加熱處理而進行燒結。然而,所得之燒結物於粉碎後之ITO粒子的平均粒徑為非常粗之0.2~0.4μm(亦即200nm~400nm)。於此種粗大ITO粒子之塗料化時,雖為了使ITO粒子之分散性變佳,而進行珠磨機之分散步驟,但仍難以得到細微且分散性佳之ITO粒子。因此,在藉含有該較粗ITO粒子之ITO塗料進行ITO膜形成時,ITO粒子之分散性及透明性未必充足。再者,在將銦系氫氧化物以高溫進行煅燒時,ITO粒子發生凝集,視情況有粒子彼此牢固結合而凝集成無法碎解、發生粗大化的問題。但若因此而為了抑制凝集而降低煅燒溫度,則此時結晶化不足,於ITO膜形成後無法得到充分之導電性。
於此,專利文獻1中,係藉由將銦氫氧化物與錫氫氧化物以有機溶媒進行混合,而減低1次粒子之凝集。然而,其後進行加熱處理至550℃。然後,於較高溫區域之550℃時,ITO粒子彼此燒結而粗大化。
另一方面,本案申請人所提案之專利文獻2中,係藉由使銦系氫氧化物分散於有機溶媒中,並於240℃以上且350℃以下之溶媒中進行熱處理,而合成ITO粒子之間無凝集‧燒結的ITO粒子及塗料。依此製造法所製作之ITO粒子可得到單奈米程度之非常細小者,但亦混合存在最大將近50nm之粒子等,而同時亦生成非常大之粒子,故ITO粒子之粒子尺寸分佈呈較大偏差。
在將ITO粒子形成於玻璃或薄膜基板上作成透明導電膜時,在透明導電膜之膜厚為200nm以上,且相對於ITO粒子尺寸為約4~5倍厚時,則即使存在有如上述般將近50nm之粗大ITO粒子,對膜厚之影響仍小。然而,若在形成膜厚200nm以下之非常薄之膜時,50nm左右之粗大ITO粒子的存在成為發生塗膜厚度偏差之原因,ITO粒子之粒度分佈寬廣成為塗膜表面粗糙的原因,損及塗膜表面之平滑性。而且,若損及塗膜表面之平滑性,則發生光散射而霧值惡化。
再者,於採用噴墨等作為塗佈方式時,亦有ITO粒子通過非常小直徑之噴嘴配管的情況。因此,塗料內所含之較大ITO粒子附著於噴嘴內而成為堵塞噴頭部的原因,故最好儘可能地不含有粗大之ITO粒子。
另外,為了於成膜後之透明導電膜中抑制光散射,較佳係ITO粒子尺寸為細微者。藉由使ITO粒子細微化,則容易形成均質之透明導電膜,可得到提升霧值等光學特性之效果。
本發明之目的在於考慮上述情況,提供一種粒子尺寸之偏差少,可成膜為透明度高、霧值小之透明導電膜的使用於ITO塗料之ITO粒子,並提供含有該ITO粒子之ITO塗料、以及含該ITO粒子之透明導電膜。
本發明者等人為了解決上述課題而進行研究,結果發現到,藉有機溶媒中之濕式製程,將含有銦之鹽與含有錫之鹽進行加熱分解,形成含有銦與錫之前驅物,進而將該前驅物於有機溶媒中進行反應,作成粒子分散液而生成ITO粒子的新穎構成。而且,發現藉此可減低粒子尺寸之偏差,且得到一次粒子之平均徑為20nm以下之非常細微的ITO粒子,遂完成本發明。
亦即,用於解決上述課題之第1構成係一種ITO粉末,其特徵為,構成ITO粉末之ITO粒子的90%以上為1次粒徑20nm以下之ITO粒子。
第2構成係如第1構成之ITO粉末,其中,ITO粉末之比表面積為50m2
/g以上。
第3構成係如第1或第2構成之ITO粉末,其中,由X射線繞射所得之微晶直徑(crystallite diameter)為20nm以下。
第4構成係一種ITO粉末之製造方法,其特徵為具有:第1步驟,係將含銦之鹽與含錫之鹽溶解於有機溶媒中,將該有機溶媒以上述含銦之鹽及含錫之鹽的分解溫度以上且250℃以下進行加熱,而將該含銦之鹽與含錫之鹽進行加熱分解,製作含銦與錫之前驅物;第2步驟,係將上述含銦與錫之前驅物,於加熱至200℃以上且350℃以下之有機溶媒中進行加熱處理,而生成ITO粒子。
第5構成係如第4構成之ITO粉末之製造方法,其中,上述鹽為硝酸鹽。
第6構成係如第4或第5構成之ITO粉末之製造方法,其中,上述第2步驟所使用之有機溶媒係具有200℃以上之沸點的有機溶媒。
第7構成係如第4至6構成之ITO粉末之製造方法,其中,上述第1或第2步驟所使用之有機溶媒,係每一個分子具有一個以上OH基之有機溶媒。
第8構成係如第4至7構成之ITO粉末之製造方法,其中,上述第1或第2步驟所使用之有機溶媒係多元醇。
第9構成係如第4至8構成之ITO粉末之製造方法,其中,上述第1步驟所使用之有機溶媒係選自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇中之一種或2種以上的至少一種以上之溶媒。
第10構成係如第4至9構成之ITO粉末之製造方法,其中,上述第2步驟所使用之有機溶媒係選自二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、三丙二醇中之一種或2種以上的至少一種以上之溶媒。
第11構成係一種透明導電材用塗料,其特徵為含有第1至第3構成之ITO粉末。
第12構成係如第11構成之透明導電材用塗料,其中,將透明導電材用塗料以200℃以下乾燥時所生成的ITO粉末之比表面積為50m2
/g以上。
第13構成係一種透明導電膜,其特徵為,使用第11或第12構成之透明導電膜塗料所製造。
本發明之ITO粒子除了粒徑小之外,粒徑之偏差少,無ITO粒子間之凝集‧燒結。因此,由該ITO塗料所成膜之透明導電膜係可形成透明度高、霧值小而均勻之塗膜面。
以下,說明用於實施本發明之最佳形態。
對於透明導電膜,其透明性係重要特性。作為膜呈透明之條件,係要求對入射光之反射少,於可見光區域無吸收且無散射。關於散射,若作為散射源之粉末為1種類的物質,則係依存於該粉末之粒徑與對象光之波長,可藉米氏散射(Mie scattering)、瑞立散射(Rayleigh scattering)之式而計算。
於此,米氏散射係指在粒子尺寸相較於波長無法忽視時之光散射,粒子尺寸在大於波長之1/10左右時會造成問題。另一方面,在粒徑相對於波長為充分小時,則瑞立散射成為支配主因。本發明之粒子的情況,屬於瑞立散射的區域。因此,針對瑞立散射進行說明。
一般而言,相當於對象光波長1/2之粒徑的粉末,係散射最大。若粉末之粒徑脫離此粒徑且小於對象光波長,則根據以下之瑞立散射式,散射係以粒徑之六次方為比例急遽地減小。
Ks=(4π5
/3λ4
)×d×[(M2
-1)/(M2
+2)]
Ks:散射係數,λ:波長,d:粒徑,M=n0
/n1
n0
:物質折射率,n1
:媒體折射率
於此,判斷由於可見光區域之波長為0.4~0.8μm,故藉由將粉末之粒徑設為0.9μm以下,使其均勻分散,則可使由該粒子所構成之粉末相對於可見光呈透明。
本實施形態之ITO粉末中,1次粒徑20nm以下之粒子以個數比例計為90%以上。本發明者等人發現,藉由使ITO粒子具備上述構成,則於含該ITO粒子之透明導電膜中改善了光學特性之一的霧值,且亦增加總光線穿透率。尚且,所謂總光線穿透率係指將光照射至物體(本實施形態中係含該ITO粒子之透明導電膜)時,未被該物體所反射、而穿透了該物體之光的比例。
本發明者等人發現,本實施形態之ITO粉末除了上述構成之外,若進一步使1次粒徑15nm以下之個數比例為90%以上,則可更加改善霧值。
含有本實施形態所作成之ITO粒子的ITO塗料,係ITO粒子之分散性良好。習知之ITO塗料中,係為了提升ITO粒子之分散性而添加分散劑。然而,在使用本實施形態之ITO粉末時,由於ITO粒子為微粒子,且粒子間不接觸而以獨立粒子之形式存在,故即使不使用分散劑,仍可得到均勻且無不均、霧值低之ITO塗膜。
針對本實施形態之ITO粒子之生成機構進行說明。
本實施形態之ITO粒子係經由下述步驟而生成之ITO粒子:使含銦之無機鹽與含錫之無機鹽溶解於有機溶媒中,將該有機溶媒於上述含銦之鹽及含錫之鹽的分解溫度以上且250℃以下之有機溶媒中進行加熱分解,而製作含銦與錫之前驅物的第1步驟;與將第1步驟所得之前驅物於200℃以上且350℃以下之有機溶媒中進行加熱處理,而生成ITO粒子的第2步驟,於此,所謂含銦之鹽及含錫之鹽之分解溫度,係指將鍵結著金屬元素與酸基之此等鹽進行加熱時,於兩方之鹽中使金屬元素與酸基分離的溫度。
本案申請人於專利文獻2中所提案之在有機溶媒中進行加熱處理的ITO粒子之製造方法中,首先,於水溶液中製作含有錫之銦氫氧化物,將含有錫之銦氫氧化物分散於有機溶媒中,在240℃以上且350℃以下之有機溶媒中進行熱處理,而合成ITO粒子及塗料。此製造方法所得之ITO粒子係單奈米程度之細微粒子。然而,亦混合存在最大將近50nm之粒子等,而同時亦生成非常大之粒子,ITO粒子之相對於平均粒徑的粒子尺寸分佈廣而有偏差。
相對於此,本實施形態之ITO粒子之生成係具有下述第1步驟:將含銦與錫之鹽直接溶解於有機溶媒中,將該有機溶媒藉上述含銦之鹽及含錫之鹽的分解溫度以上且250℃以下之加熱進行熱分解,而於有機溶媒中生成含銦與錫之前驅物。
藉由經過此第1步驟,相較於上述於水溶液中製作含錫之氫氧化銦水氫氧化物並使其溶解‧分散於有機溶媒中之方法,或於有機溶媒中將含銦之鹽與含錫之鹽以鹼進行中和,而使含錫之氫氧化銦分散的方法,由於在有機溶媒中直接使銦鹽與錫鹽進行熱分解而製作前驅物,故可使更細微之前驅物均勻分散於有機溶媒中。
其結果,藉有機溶媒中之加熱分解所生成之前驅物係非常細微,即使嘗試X射線繞射之結晶相鑑定亦無法正確地進行鑑定。推定有機溶媒中所得之前驅物大概為含錫之銦氫氧化物、銦氧氫氧化物、或溶媒與銦有機化合物之單一體或混合物。
作為本實施形態之生成ITO粒子可使用的鹽,較佳係當加熱時發生鹽分解而成為氧化物、氧氫氧化物、氫氧化物的鹽。若具體例示,作為含銦之鹽可舉例如銦成分原料之硝酸銦、硫酸銦、磷酸銦、氯化銦等之無機鹽,醋酸銦、草酸銦、酒石酸銦、烷氧化銦等之有機鹽,此等可單一或混合使用。
另外,作為含錫之鹽,可舉例如硝酸錫、硫酸錫、磷酸錫、氯化錫等之無機鹽,醋酸錫、草酸錫、酒石酸錫、甲氧化錫、乙氧化錫、丙氧化錫、丁氧化錫等之烷氧化錫等之有機鹽,此等可單一或混合使用。
作為含銦或錫之鹽,亦可為有機金屬鹽,但有機金屬鹽較無機鹽高價。又,一般而言,有機鹽之親水性較弱,在使其溶解於本實施形態之親水性之有機溶媒中時,會有對有機溶媒之溶解度不足而發生溶解殘留,或分離為2層等鹽類未均勻分散於有機溶媒中的情形。因此,可低價地取得、親水性強之無機鹽為較佳原料。
而且,作為上述含銦之鹽及含錫之鹽,較佳係使用分解溫度為250℃以下之原料。此係由於ITO粒子之生成溫度為250℃附近,藉由使用分解溫度為250℃以下之原料作為上述含銦之鹽及含錫之鹽,可迴避銦與錫不經過前驅物而與鹽之分解一起直接生成ITO的情形。
因此,作為上述含銦之鹽及含錫之鹽之原料,較佳為硝酸銦、硝酸錫、醋酸銦、醋酸錫、草酸銦、酒石酸銦,更佳為硝酸銦、硝酸錫。藉由此等原料之加熱分解,溶媒中之pH自酸性側變動為中性側,其他溶媒中之金屬離子同時析出,而生成含錫之銦的細微前驅物的沉澱。
作為原料之鹽可使結晶體之鹽直接溶解於有機溶媒中,亦可使用溶解有結晶體之鹽的水溶液。其中,較佳係原料中所含水分較少者。其理由在於,若原料中之水分較多,則原料之熱分解時,於有機溶媒中所含之水分中發生再溶解‧析出,而有妨礙均勻且細微前驅物之形成之虞,再者,由於高溫加熱時必須增加使所含之該水分蒸發之量的熱量,故耗費多餘之能源。
其次,藉由採用將第1步驟所得之含錫之銦前驅物於有機溶媒中以200~350℃之低溫進行熱處理的第2步驟,而將含錫之銦前驅物作成ITO粒子。由於第1步驟中含錫之銦前驅物非常細微且均勻分散,故在第2步驟中各個粒子成為細微之ITO粒子,而得到非常細微且均勻尺寸的粒子。
本實施形態之第1步驟中,可使用沸點為100℃至350℃以下之有機溶媒。若作為原料所使用之銦鹽與錫鹽的分解溫度低,則可選擇低沸點之有機溶媒,可藉原料鹽之分解溫度予以適當選擇。又,第2步驟中,可使用沸點200℃以上之有機溶媒。此係由於在有機溶媒中之加熱處理時使ITO粒子生成,故若有機溶媒之沸點為200℃以上,則可迴避該有機溶媒揮發至反應系統外的情形。因此,本實施形態所使用之有機溶媒之沸點可為200℃以上、較佳230℃以上。
生成ITO粒子所需要之製造中,由於該生成溫度越低溫,則可削減其設備、電力費用,故有製造成本變得廉價的優點。然而,一般認為,若使ITO粒子低溫生成,則其結晶性惡化。但本實施形態之ITO粒子之生成,可兼顧低溫生成與良好之結晶性。其理由雖尚不明朗,但可認為藉由在前驅物之階段使超微粒子均勻分散,能量之效率提升,而可實現ITO粒子之生成溫度的低溫化。
再者,本實施形態之ITO粒子之生成可使用的有機溶媒,較佳係每1分子具有至少1個以上OH基的溶媒。其中,較佳為多元醇,更佳可舉例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、己二醇、二丙二醇、三丙二醇、甘油。然而並不限定於此,可為該有機溶媒之沸點於第1步驟中為100℃至350℃以下,於第2步驟中為200℃以上、更佳230℃以上的多元醇或其衍生物,或離子性液體。此可認為係由於作為起始原料之鹽的親水性較強,若具有OH基或為離子性之有機溶媒,則容易吸附在該粒子表面,最終使ITO粒子之分散性變得良好。當然,此等有機溶媒不僅可為1種,亦可混合2種以上使用。更佳可使用能夠溶解50體積%以上之水,且親水性強之水溶性的有機溶媒。
如上述般,本實施形態之ITO粒子之生成所使用的有機溶媒,較佳係每一個分子具有一個以上OH基者,藉由使該有機溶媒為每一個分子具有一個以上OH基,亦可發揮不同效果。此係由於存在於該有機溶媒中之OH基自含錫之氧化銦奪取O(氧),使其還原,而具有使氧欠缺的效果。因該生成之氧欠缺,於所生成之ITO粒子中產生載體,故使導電性提升。
於此,由具有較多OH基之化合物的觀點而言,作為有機溶媒較佳係每一個分子具有2個以上OH基之多元醇。
其中,較佳之有機溶媒並不限定於多元醇,亦可為多元醇或其衍生物。再者,即使有機溶媒本身在起初並不具有OH基,亦可藉由原料中所含有之水分等的存在,而引起水解,結果成為可生成醇之形式的有機溶媒。作為此形式之有機溶媒,例如為油酸、油基胺。又,上述有機溶媒亦可含有羧酸基、胺基。
由上述,作為本實施形態之ITO粒子生成時之較佳有機溶媒之例子,可舉例如選自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇中之至少一種以上的有機溶媒。其中,若考慮於常溫下為液體且低價等觀點,更佳為二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇。
尚且,不具有氧欠缺之ITO粒子一般為白色或黃色之粒子,而具有氧欠缺者則成為綠色或藍色之粒子。本實施形態之ITO粒子全部為藍色粒子,判斷係生成具有氧欠缺的ITO粒子。
本實施形態之含有含錫之氧化銦的透明導電材用塗料中,溶媒適合使用水、具極性之有機溶媒,或此等之混合溶媒。此係由於ITO粒子表面具有極性,且為親水性,故在形成透明導電材用塗料時,溶媒中存在有水般之極性溶媒,而較佳。
本實施形態之含有ITO粒子的塗料中,將該塗料靜置時,亦要求ITO粒子不沉澱。於此所謂沉澱,係指該塗料使用離心分離器以3000rpm、30分鐘進行分離時,塗料溶媒分離成沉澱層與透明之上清層。於含有ITO粒子之塗料中發生粒子沉澱的情形,被認為是該粒子凝集,或自起初即形成有粗大粒子所致。而且,含ITO粒子之塗料中,ITO粒子之凝集或自起初存在粗大粒子的情況,係與在使用該塗料形成ITO塗膜時發生膜厚不均、導電性降低、或霧值之增加有關。因此,在含有ITO粒子之塗料中,理想的是ITO粒子僅以布朗運動進行分散,而呈不沉澱之狀態。
本實施形態之透明導電材用塗料,係含有本實施形態之ITO粉末、水、具極性之有機溶媒或此等之混合溶媒,即使靜置ITO粒子亦不沉澱。藉由使用該塗料,可使均勻塗膜成膜,藉由將該均勻塗膜進行煅燒,則可得到霧值低、導電性良好之導電性塗膜。
其次,說明本實施形態之ITO粒子之製造方法。
作為本實施形態之ITO粒子生成可使用之鹽,較佳係加熱時發生鹽分解而成為氧化物、氧基氫氧化物、氫氧化物之鹽。若具體例示,作為含銦之鹽,可舉例如銦成分原料之硝酸銦、硫酸銦、磷酸銦、氯化銦等之無機鹽,醋酸銦、草酸銦、酒石酸銦、烷氧化銦等之有機鹽,此等可單獨或混合使用。又,同樣地,作為含錫之鹽,可舉例如硝酸錫、硫酸錫、磷酸錫、氯化錫等之無機鹽,醋酸錫、草酸錫、酒石酸錫、甲氧化錫、乙氧化錫、丙氧化錫、丁氧化錫等之烷氧化錫等之有機鹽,此等可單獨或混合使用。
再者,作為原料,亦可先將硝酸銦、硝酸錫、醋酸銦、醋酸錫、草酸銦、酒石酸銦等之於250℃以下之加熱時進行分解而成為氧化物、氧基氫氧化物、氫氧化物之原料予以混合。特佳之原料可舉例如硝酸銦。
作為本實施形態之ITO粒子之生成步驟,首先經過得到含銦與錫之前驅物的第1步驟。於第1步驟中,係使上述所示之原料溶解於有機溶媒中,將含銦或錫之前驅物於上述含銦之鹽及含錫之鹽之分解溫度以上、250℃以下之有機溶媒中,使該有機溶媒進行加熱分解,而得到以銦作為主成分之前驅物。
針對第1步驟所使用之有機溶媒進一步進行說明。
關於第1步驟所使用之有機溶媒,若其沸點為100℃以上且350℃以下即可。而且,本實施形態所使用之有機溶媒較佳係每一分子具有至少1個以上OH基的溶媒。其中,較佳為多元醇、更佳為乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇。但並不限於此等溶媒,亦可為沸點100℃以上且200℃以下之醇類(例如己醇、庚醇)或多元醇、或多元醇之衍生物,甚至離子性液體。此等有機溶媒不僅為1種,亦可混合使用2種以上。若屬於起始原料之含銦之鹽或含錫之鹽的分解溫度較低,則可選擇低沸點之有機溶媒,亦可選擇具有較使用作為原料之銦鹽及錫鹽之分解溫度更高之沸點的有機溶媒。再者,由於使用作為原料之銦鹽及錫鹽為親水性,故可認為藉由使用親水性之有機溶媒,則該有機溶劑吸附於粒子表面,有助於所製作之ITO粒子之分散性提升。
作為原料之銦鹽及錫鹽,可將各自的結晶鹽直接溶解於有機溶媒中,亦可使用溶解有各自的結晶鹽之水溶液。其中,較佳係原料中所含水分較少者。其理由在於,若原料中之水分多,則原料之加熱分解時所含之水分使此等原料進行再溶解.析出,而有妨礙細微之前驅物形成之虞,且由於在高溫加熱時必須增加水分蒸發熱之份量的熱量,故造成多餘之能量耗費。
藉由此等原料之加熱分解,由於溶媒中之pH自酸性側變動為中性側,故溶媒中之其他金屬亦同時析出。例如,若預先於溶媒中混合銦硝酸鹽與氯化錫,則於加熱時硝酸離子同時發生分解而成為NOx氣體,自有機溶媒成為氣體而被排除。因此,於溶媒中係錫離子進行析出,而生成含錫之銦前驅物的沉澱。
於第1步驟所生成之前驅物之漿料,可與有機溶媒一起直接使用於第2步驟。但由於可得到提高了純度之含錫之銦前驅物的濾餅,故較佳構成係將該前驅物漿料以固液分離進行採集,予以洗淨而去除雜質離子。此時,作為洗淨劑,可將容易使雜質離子溶解之純水等洗淨劑單獨或與有機溶媒混合而使用,若考慮其次步驟中的分散,較佳係單獨使用與本實施形態所使用之有機溶媒相同的有機溶媒。
其次,藉由採取將第1步驟所得之含錫之銦前驅物,於有機溶媒中以200~350℃之低溫進行熱處理的第2步驟,而自含錫之銦前驅物生成ITO粒子。
針對第2步驟所使用之有機溶媒進一步進行說明。
關於第2步驟所使用之有機溶媒,若其沸點為200℃以上且350℃以下即可。此係因為含錫之氧化銦粉末的生成係藉有機溶媒中之加熱處理而促成,故若有機溶媒之沸點為200℃以上,則可迴避該有機溶媒發生加熱分解而揮發至反應系統外的情形。因此,本實施形態所使用之有機溶媒之沸點可為200℃以上、較佳230℃以上。而且,本實施形態所使用之有機溶媒係與第1步驟相同地,較佳係每1分子具有至少1個以上OH基的溶媒。其中較佳為多元醇,更佳為二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、三丙二醇。但並不限定於此等溶媒,亦可為沸點200℃以上且350℃以下之醇類、或多元醇,或多元醇之衍生物,甚至離子性液體。此等有機溶媒可僅為1種或混合2種以上使用。
本實施形態之ITO粒子生成時所使用之環境氣體,為惰性氣體及/或還原性氣體。較佳係一氧化碳、氮、氫、稀有氣體、氨氣。更佳可舉例如氮、氫。此等環境氣體可使用1種或混合2種以上使用。
本實施形態所使用之加熱裝置,可舉例如加熱包、電熱帶、油浴等。特別若為可加熱至350℃,則可應用多種加熱裝置。
本實施形態所使用之反應器若為可耐受350℃之反應器即可。其中,考慮到在加熱處理中有機溶媒變成蒸氣而稍有揮發的情形,則較佳係即使在0.1MPa之壓力下仍保持密閉狀態,並具有回流手段的反應器。
固液分離係將有機溶媒中之加熱處理後所生成的ITO粒子進行回收之步驟。
於該固液分離時,可應用離心分離法或吸引過濾法,但由於本實施形態所生成之ITO粒子之分散性良好,故在應用吸引過濾法時,必須添加凝集劑等使其發生2次凝集。因此,由迴避添加多餘藥劑的觀點而言,較佳係應用離心分離法。作為該離心分離之條件例,可舉例如3000rpm、30min。
洗淨係用於自所生成之ITO粒子去除雜質而實施。具體而言,係於上述有機溶媒中之加熱處理後,藉離心分離法等使ITO粒子與有機溶媒分離,對該經分離之ITO粒子添加洗淨液。作為洗淨液,可較佳地應用純水、具極性之有機溶媒或此等之混合液等。添加該洗淨液後,進行用於洗淨ITO粒子之超音波分散。此時,亦可併用均質機等之強制性攪拌。於超音波分散後,再次以離心分離機進行固液分離。此時之離心分離之條件例,可舉例如3000rpm、30min。藉由將上述之離心分離-洗淨液添加-超音波分散作為1洗淨單位,並重複實施該洗淨單位,則可減低ITO粒子中之雜質。重複次數為1次以上、較佳3次以上。
於對所生成之ITO粒子之洗淨結束後,為了得到ITO分散液,而實施溶媒置換。進行溶媒置換時之置換液,可使用其沸點300℃以下、較佳200℃以下之溶媒。若沸點為300℃以下,則在塗佈ITO塗佈液進行並進行塗膜煅燒時,該溶媒發生揮發而不殘留,結果表面電阻值不增大,可迴避霧值惡化。作為用於得到ITO分散液之溶媒,可適當選擇使用下述者:水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、己醇、庚醇、辛醇、癸醇、環己醇及萜品醇等之醇類,乙二醇及丙二醇等之二醇類,丙酮、甲基乙基酮及二乙基酮等之酮類,醋酸乙酯、醋酸丁酯及醋酸苄酯等之酯類,甲氧基乙醇及乙氧基乙醇等之醚醇類,二烷及四氫呋喃等之醚類,N,N-二甲基甲醯胺等之酸醯胺類,苯、甲苯、二甲苯、三甲苯及十二烷基苯等之芳香族烴類,己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十八烷、十九烷、二十烷及三甲基戊烷等之長鏈烷,環己烷、環庚烷及環辛烷等之環狀烷等於常溫下為液體者。該溶媒置換亦可應用如洗淨之項目所說明之「離心分離-洗淨液添加-超音波分散」之1洗淨單位而實施。
於本實施形態之ITO分散液之塗膜化時,可使用網版印刷、旋塗、浸塗、輥塗、刷毛塗佈、噴塗等公知方法。又,在將該ITO分散液塗佈至基板上時,作為該基板材料,可舉例如有機高分子、塑膠、玻璃等,該基板形狀一般為薄膜狀者。於例如觸控面板般要求可撓性之基板,特佳為高分子薄膜,該高分子薄膜可使用聚對苯二甲酸乙二醇(PET)、聚萘二甲酸乙二醇(PEN)、聚醯亞胺、醯胺(aramid)、聚碳酸酯等之薄膜。
成膜於該基板材料上之含有本實施形態之ITO粉末的透明導電膜,係透明度高、霧值小之透明導電膜。
秤量銦濃度22.79wt%之硝酸銦水溶液(In(NO3
)3
)32.8g、氯化錫(SnCl2
‧2H2
O)1.68g,溶解於三乙二醇190ml,調製成含有硝酸銦與氯化錫之三乙二醇混合溶液。又,於該混合溶液中,錫之濃度係相對於銦與錫之合計為10mol%。
將該混合溶液於室溫中充分攪拌,於反應容器內一邊使氮依每分鐘200mL流動,一邊依2℃/min之升溫速度自室溫加熱至125℃,到達130℃後保持1小時。到達130℃後硝酸銦立即發生分解,剛開始升溫後原本呈透明的混合溶液係排出NOx氣體與水蒸氣同時變得白濁,生成含有錫之銦前驅物。其後,將混合溶液冷卻至室溫後,過濾收集所生成之含有錫之銦懸濁物,以三乙二醇100ml予以洗淨,得到含有錫之銦前驅物。又,反應剛開始後之溶液pH為0.90,但反應剛結束後之溶液pH為3.40。
其次,將以該銦為主成分之前驅物再次添加攪拌至三乙二醇190ml中,使前驅物分散於三乙二醇中。將該混合溶液於室溫中進一步充分攪拌,於反應容器內一邊使氮依每分鐘200mL流動,一邊依2℃/min之升溫速度自室溫加熱至280℃,到達270℃後保持4小時。又,該加熱中為了防止三乙二醇之蒸發,係於反應容器安裝冷凝器,使三乙二醇回流而進行反應。
在加熱、保溫結束後,使反應物冷卻至室溫後,將其取出並分裝至離心管,依3000rpm、30分鐘進行離心分離而使其固液分離。又,反應結束時之溶媒顏色為藍色,可確認到具有氧欠缺之ITO粒子之生成。
於該固液分離後,自反應物去除三乙二醇,取代添加己醇並進行超音波分散後,實施「離心分離-洗淨液添加-超音波分散」之1洗淨單位3次。其後,將洗淨溶媒變更為乙醇,實施「離心分離-洗淨液添加-超音波分散」。本實施例中,由於在洗淨用之溶媒與分散用之溶媒均使用相同的乙醇,故在洗淨完成之同時亦完成溶媒置換,而得到ITO分散液。
為了評價實施例1之ITO粒子之粒子特性,將上述ITO分散液於大氣中以70℃進行乾燥,得到ITO粉末。對此ITO粉末實施以下之特性測定。將該測定結果示於表1。
ITO粒子之粒徑測定,係藉由測定該ITO粒子之TEM照片中1次粒子之影像尺寸,而算出粒子之體積平均徑與最大徑。此時,在複數之1次粒子重疊時,視為非測定對象。當然,以1次粒子表面單純地接觸之複數之1次粒子,由於該複數1次粒子之輪廓可容易辨別,故仍視為測定對象。又,TEM照片係使用20萬倍之照片。於測定時,係於該ITO1次粒子決定長度最大的部分,測定該部分之長度,將其測定值作為直徑(粒徑)。又,作為測定對象之1次粒子之數目設為100個。
於此,詳細說明體積平均徑之算出方法。
自作為測定對象之1次粒子之直徑以近似立方體之方式算出1次粒子體積,自1次粒子之體積平均值算出體積平均徑。
將拍攝了實施例1之ITO粒子的倍率20萬倍之TEM照片(視野:350×250nm)示於圖1。
於個數比例之算出方法中,係算出在測定了100個ITO之1次粒子數目時,具有既定粒徑之ITO粒子的存在比例。例如,測定100個ITO之1次粒子,若1次粒徑為10nm以下之粒子測定出50個,則其個數比例為50%。
BET測定係使用QUANTA CHROME公司製之MONOSORB作為測定器,藉B.E.T式1點法求取。
BET徑(比表面積)係藉以下之式求取。
(BET徑)=6/(ρ×106
×BET值)×109
其中,ρ:粒子密度=7.2g/cm3
、BET值:(m2
/g)
X射線源係使用Cu之Kα1射線,自(222)繞射峰值之半高寬與峰值位置藉下式(Scherrer之式)求得。
t=0.9×λ/(B×cosθ)
其中,t:微晶直徑,λ:Cu之Kα1射線之波長,B:半高寬,θ:繞射角
將實施例1所得之ITO粒子依上述測定方法進行評價,結果,一次粒子之體積平均粒徑為7.2nm,最大徑為8.5nm,具有20nm以下之1次粒徑的ITO粒子之個數比例為100%,BET徑為13.3nm,微晶直徑為7.33nm。
將玻璃基板(26×76×0.8mm)藉旋塗器(ABLE公司製)以300rpm之旋轉數進行旋轉,於其上將實施例1之ITO分散液5cc歷時10秒滴下,而進行塗佈。又,實施例1之ITO分散液係將ITO粒子濃度調製為10wt%之乙醇分散液。於該塗佈後,取出玻璃基板於60℃下進行大氣乾燥10分鐘。乾燥後,自乾燥機取出,於氮環境氣體下升溫至300℃並保持1小時後,予以自然冷卻,得到ITO塗佈玻璃基板。所得之ITO塗佈玻璃基板之ITO塗膜的膜厚為100nm。
測定依上述塗膜化方法所製作之ITO塗佈玻璃基板之表面電阻值。測定係使用三菱化學公司製之Loresta HP MCP-T410,以四端子法進行測定。測定值為3.0×103
Ω/□。
測定依上述塗膜化方法所製作之ITO塗佈玻璃基板的霧值、總光線穿透率。霧值之測定係使用日本電色公司製之濁度計NDH2000作為測定器。所使用之基板為MATSUNAMI GLASS公司製之MICRO SLLIDE GLASS、型號S-1111(尺寸:26×76×0.8)。另一方面,將實施例1之ITO塗佈玻璃基板之霧值、總光線穿透率示於表2。其中,若僅測定玻璃基板,則霧值為0.13%,總光線穿透率為90.50%。
本實施例記載之總光線穿透率中,將透明導電膜塗膜化至玻璃基板上之試料的總光線穿透率,有時高於未將塗料進行塗膜而僅測定玻璃基板之總光線穿透率。
例如,本實施例1之總光線穿透率為90.72%,高於未塗膜之玻璃基板之總光線穿透率之90.50%。其原因尚未闡明,但認為係藉由將塗料進行塗膜至玻璃基板,而抑制了來自濁度計光源之光的反射,相對於此,若僅有玻璃基板,則來自光源的光被反射,故在外觀上,經塗膜者所測定之總光線穿透率高於僅有玻璃基板的情況。然而,可認為該塗膜之總光線穿透率係至少為玻璃基板之總光線穿透率90.50%以上。
另一方面,在相較於未將塗料進行塗膜而僅測定玻璃基板的總光線穿透率,將透明導電膜塗膜化至玻璃基板上之試料的總光線穿透率顯示較低值的情況,可認為顯示該較低值之總光線穿透率係表示該塗膜之總光線穿透率。
測定依上述塗膜化方法所製作之ITO塗佈玻璃基板之平均粗度(Ra)與最大粗度(Rmax)。測定係使用小坂研究所股份有限公司製之非接觸二‧三維細微形狀測定器ET-30HK,粗度解析係使用小坂研究所股份有限公司製之表面粗度解析裝置AY-31。
實施例1之塗膜的平均粗度為5nm、最大粗度為30nm。
除了將第1步驟之熱處理溫度設為125℃,將第2步驟之熱處理溫度設為270℃以外,其餘與實施例1同樣地進行,得到實施例2之ITO分散液與ITO粉末。對所得之ITO分散液、ITO粉末進行與實施例1相同之測定。將該測定結果示於表1。
對實施例2所得之ITO粒子與實施例1同樣地測定粒子,結果1次粒子之體積平均粒徑為17.6nm,最大徑為9.1nm,具有20nm以下之1次粒徑的ITO粒子之個數比例為100%,BET徑為13.8nm,微晶直徑為7.8nm。
除了將ITO粒子合成時之有機溶媒自三乙二醇改為四乙二醇以外,其餘與實施例1同樣地進行,得到實施例3之ITO分散液與ITO粉末。對所得之ITO分散液、ITO粉末進行與實施例1相同之測定。將該測定結果示於表1。
對實施例3所得之ITO粒子與實施例1同樣地測定粒子,結果1次粒子之體積平均粒徑為13.1nm,最大徑為15.1nm,具有20nm以下之1次粒徑的ITO粒子之個數比例為100%,BET徑為15.2nm,微晶直徑為12.9nm。
除了將ITO粒子合成時之有機溶媒自三乙二醇改為聚乙二醇(平均分子量400),並將第1步驟之熱處理溫度設為140℃以外,其餘與實施例1同樣地進行,得到實施例4之ITO分散液與ITO粉末。對所得之ITO分散液、ITO粉末進行與實施例1相同之測定。將該測定結果示於表1。
對實施例4所得之ITO粒子與實施例1同樣地測定粒子,結果1次粒子之體積平均粒徑為10.8nm,最大徑為15.8nm,具有20nm以下之1次粒徑的ITO粒子之個數比例為100%,BET徑為14.6nm,微晶直徑為11.3nm。
除了將第1步驟之有機溶媒設為乙二醇,並將前驅物洗淨及ITO粒子合成時之有機溶媒設為與實施例1相同之三乙二醇以外,其餘與實施例1同樣地進行,得到實施例5之ITO分散液與ITO粉末。對所得之ITO分散液、ITO粉末進行與實施例1相同之測定。將該測定結果示於表1。
對實施例5所得之ITO粒子與實施例1同樣地測定粒子,結果1次粒子之體積平均粒徑為9.0nm,最大徑為10.1nm,具有20nm以下之1次粒徑的ITO粒子之個數比例為100%,BET徑為12.1nm,微晶直徑為9.3nm。
秤量銦濃度20.29wt%之氯化銦水溶液(InCl3
)187.4g、氯化錫(SnCl2
)11.9g並溶解於純水,調製成含有氯化銦與氯化錫之混合溶液2.9L。又,於該混合溶液中,錫之濃度係相對於銦與錫之合計為10mol%。
另一方面,將濃度25wt%之HN3
水溶液230g以純水1770g稀釋,將液溫設為20℃。又,於該NH3
水溶液中,NH3
量係用於使上述氯化銦與氯化錫之混合溶液中和之所需量的3倍當量。
攪拌該NH3
水溶液,於其中歷時30分鐘添加上述氯化銦與氯化錫之混合溶液,作成含錫之氫氧化銦的懸濁液。藉離心分離法而過濾收集所生成之含錫之氫氧化銦的懸濁物,以純水洗淨,得到含錫之氫氧化銦之濾餅。將該含錫之氫氧化銦濾餅以100℃進行乾燥6小時,得到以銦為主成分之前驅物(含錫之氫氧化銦)。
將該以銦為主成分之前驅物(含錫之氫氧化銦)以乾燥重量計秤量10g並填充至分離燒瓶中,再添加三乙二醇240ml並攪拌,使以銦為主成分之前驅物分散於三乙二醇中。於此,將燒瓶加蓋,於該三乙二醇中吹入氮氣30分鐘,將燒瓶內進行氣體洗淨(purge)。在該氮吹入之同時,將攪拌旋轉數設定為300rpm而攪拌該三乙二醇,再依2℃/min之升溫速度自室溫加熱至300℃,到達300℃後保持2小時,而得到比較例1之ITO粉末。
對比較例1所得之ITO粒子與實施例1同樣地測定粒子,結果1次粒子之體積平均粒徑為20.5nm,最大徑為48.5nm,具有20nm以下之1次粒徑的ITO粒子之個數比例為80%,BET徑為23.2nm,微晶直徑為33.9nm。將該測定結果示於表1。
又,將拍攝了比較例1之ITO粒子的倍率20萬倍之TEM照片(視野:350×250nm)示於圖2。
比較例1之塗膜的霧值為0.72,總光穿透率為89.90%,平均粗度為6nm,最大粗度為120nm。將該測定結果示於表2。
其次於實施例6至8中,改變起始原料而製作試料並進行試驗。
除了將起始原料自氯化錫變更為硝酸錫以外,其餘與實施例1同樣地進行,得到實施例6之ITO分散液與ITO粉末。又,作為硝酸錫,係使用錫濃度11.10wt%之硝酸錫水溶液7.75g。
然後,對實施例6所得之ITO粒子與實施例1相同地測定粒子,結果1次粒子之體積平均粒徑為8.1nm,最大徑為10.1nm,具有20nm以下之1次粒徑的ITO粒子之個數比例為100%,BET徑為8.6nm,微晶直徑為8.4nm。將該測定結果示於表1。
除了將起始原料自氯化錫變更為醋酸錫以外,其餘與實施例1同樣地進行,得到實施例7之ITO分散液與ITO粉末。
然後,對實施例7所得之ITO粒子與實施例1相同地測定粒子,結果1次粒子之體積平均粒徑為7.1nm,最大徑為9.9nm,具有20nm以下之1次粒徑的ITO粒子之個數比例為100%,BET徑為9.5nm,微晶直徑為9.7nm。將該測定結果示於表1。
除了將起始原料自硝酸銦溶液變更為硝酸銦結晶以外,其餘與實施例1同樣地進行,得到實施例8之ITO分散液與ITO粉末。
秤量硝酸銦三水合物結晶(In(NO3
)3
‧3H2
O)23.07g與氯化錫(SnCl2
‧2H2
O)1.68g,溶解於三乙二醇溶液中。除上述之外,其餘進行與實施例1相同之操作,得到實施例8之ITO分散液與ITO粉末。
然後,對實施例8所得之ITO粒子與實施例1相同地測定粒子,結果1次粒子之體積平均粒徑為7.5nm,最大徑為8.6nm,具有20nm以下之1次粒徑的ITO粒子之個數比例為100%,BET徑為8.5nm,微晶直徑為7.2nm。將該測定結果示於表1。
針對實施例1~5與比較例1進行評價。由表1及表2明顯可知,實施例1~5之粒子特性中,體積平均粒徑、最大徑、BET徑、微晶直徑均為20nm以下,具有20nm以下之1次粒徑的ITO粒子之個數比例為100%,再者,實施例1、2、5中,係得到具有15nm以下之1次粒徑的ITO粒子之個數比例亦為100%的超微粒子狀之ITO粒子。
再者,使用此等實施例1~5之ITO分散液所製作之ITO膜的塗膜特性,係霧值為0.6%以下之範圍,總光線穿透率亦為90%以上,屬於霧值低、總光線穿透率高的塗膜。
再者,即使在變更了起始原料的實施例6~8中,亦與實施例1~5同樣地,體積平均粒徑、最大徑、BET徑、微晶直徑均為20nm以下,並得到具有20nm以下之1次粒徑的ITO粒子之個數比例為100%、且具有15nm以下之1次粒徑的ITO粒子之個數比例亦為100%的超微粒子狀之ITO粒子。使用此等實施例6~8之ITO分散液所製作之ITO膜的塗膜特性,亦同樣地屬於霧值低、總光線穿透率高的塗膜。因此,判斷出只要使用於250℃以下發生分解之起始原料,則即使變更起始原料,仍可得到與實施例1~5相同的結果。
另一方面,比較例1之粒子特性中,平均粒徑、最大徑、BET徑、微晶直徑均為20nm以上,屬於較實施例粗大者。
再者,使用比較例1之ITO分散液所製作之ITO膜的塗膜特性,係霧值為0.6%以上之範圍,總光線穿透率亦為90%以下,屬於霧值低、總光線穿透率高的塗膜。亦即,判別出相較於實施例,屬於霧值高、總光線穿透率亦較低之塗膜。
另外,若比較實施例與比較例之塗膜後的表面粗度,平均粗度雖無太大差別,則針對最大粗度比較實施例與比較例之塗膜面,則實施例係得到特別小之值,亦即,判斷出由本實施例之ITO粒子所形成之透明導電膜係可得到平滑性優越的塗膜。
以上雖根據上述實施形態進行了說明,但本發明並不限定於此,本實施例中雖以含錫之氧化銦(ITO)作為材料,但亦可利用於添加了銻之氧化錫(ATO)、添加了鋁之氧化鋅、添加了氟之氧化銦、氧化錫、氧化鋅、ITO、ATO等之透明導電膜粒子的合成。又,亦可將本實施例所得之ITO超微粒子之一部分取代為透明並具有導電性之公知化合物。
圖1為實施例1之ITO粒子之TEM照片。
圖2為比較例1之ITO粒子之TEM照片。
Claims (5)
- 一種ITO粉末,其特徵為,構成ITO粉末之ITO粒子的1次粒子的平均徑為7.1nm以上且9.0nm以下;上述ITO粉末之比表面積為61.5m2/g以上且99.0m2/g以下;由X射線繞射所得之微晶直徑(crystallite diameter)為7.2nm以上且9.7nm以下。
- 一種ITO粉末之製造方法,其特徵為具有:第1步驟,係將硝酸銦與硝酸錫溶解於選自由乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇及三丙二醇所組成群之至少一種有機溶媒中,將該有機溶媒在上述硝酸銦及硝酸錫的分解溫度以上且250℃以下進行加熱,而使該硝酸銦與硝酸錫進行加熱分解,製作含銦與錫之前驅物;以及第2步驟,係將上述含銦與錫之前驅物,於加熱至200℃以上且350℃以下之選自由二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇及三丙二醇所組成群之至少一種有機溶媒中進行加熱處理,而生成ITO粒子。
- 一種透明導電材用塗料,其特徵為含有由水及極性有機溶媒之至少一者所構成之溶媒與申請專利範圍第1項之ITO粉末,將其靜置時上述ITO粉末不沈澱。
- 如申請專利範圍第3項之透明導電材用塗料,其中,將 上述ITO粉末之濃度為10wt%的透明導電材用塗料在200℃以下乾燥時所生成的ITO粉末之比表面積為61.5m2/g以上且99.0m2/g以下。
- 一種透明導電膜,其特徵為使用申請專利範圍第3項之透明導電膜塗料所製造。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007258137A JP5589214B2 (ja) | 2007-10-01 | 2007-10-01 | Ito粉体およびその製造方法、透明導電材用塗料、並びに透明導電膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW200922875A TW200922875A (en) | 2009-06-01 |
TWI542549B true TWI542549B (zh) | 2016-07-21 |
Family
ID=40526103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW097137447A TWI542549B (zh) | 2007-10-01 | 2008-09-30 | ITO powder and its manufacturing method, transparent conductive material coating, and transparent conductive film |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8512602B2 (zh) |
EP (1) | EP2208707A4 (zh) |
JP (1) | JP5589214B2 (zh) |
CN (1) | CN101815674B (zh) |
TW (1) | TWI542549B (zh) |
WO (1) | WO2009044674A1 (zh) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5472589B2 (ja) * | 2008-07-10 | 2014-04-16 | 国立大学法人東北大学 | Ito粒子の製造方法 |
JP5726728B2 (ja) * | 2009-05-12 | 2015-06-03 | Dowaエレクトロニクス株式会社 | Ito粉体、ito塗料、並びに、ito塗料を用いて成膜される透明導電膜 |
JP5564207B2 (ja) * | 2009-07-06 | 2014-07-30 | Dowaエレクトロニクス株式会社 | 赤外線遮蔽材料、赤外線遮蔽用塗料、赤外線遮蔽膜、並びに、赤外線遮蔽基材 |
JP5618229B2 (ja) * | 2009-12-18 | 2014-11-05 | 国立大学法人東北大学 | Ito粉末、ito粒子の製造方法、透明導電材用塗料並びに透明導電膜 |
CN103038891A (zh) * | 2010-05-26 | 2013-04-10 | 托莱多大学 | 具有光散射界面层的光伏结构及其制造方法 |
JP5754580B2 (ja) * | 2010-10-26 | 2015-07-29 | 三菱マテリアル電子化成株式会社 | インジウム錫酸化物粉末 |
JP5851755B2 (ja) * | 2011-08-04 | 2016-02-03 | 日本メナード化粧品株式会社 | 微粒子分散方法及び分散物 |
JP5861415B2 (ja) * | 2011-11-30 | 2016-02-16 | 東ソー株式会社 | 金属酸化物微粒子分散液及びこれを用いた透明導電膜 |
JP5991067B2 (ja) * | 2012-08-02 | 2016-09-14 | 東ソー株式会社 | 耐溶剤性透明導電膜用塗工液及びこれよりなる耐溶剤性透明導電膜 |
JP6286830B2 (ja) * | 2013-01-30 | 2018-03-07 | 東ソー株式会社 | 透明導電膜用塗工液及びこれよりなる透明導電膜 |
JP6136623B2 (ja) * | 2013-06-19 | 2017-05-31 | 東ソー株式会社 | 透明導電膜用塗工液及びこれを用いた透明導電膜 |
JP6136622B2 (ja) * | 2013-06-19 | 2017-05-31 | 東ソー株式会社 | 透明導電膜用水系塗工液及びこれを用いた透明導電膜 |
CN103787404B (zh) * | 2013-12-31 | 2015-05-20 | 浙江大学 | 一种尺寸可控的单分散氧化铟锡纳米晶的制备方法、产品及应用 |
JP6250481B2 (ja) * | 2014-06-02 | 2017-12-20 | 富士フイルム株式会社 | 金属酸化物膜、金属酸化物膜の製造方法、薄膜トランジスタ、及び電子デバイス |
CN111601774B (zh) * | 2018-01-15 | 2023-03-28 | 国立大学法人东北大学 | Ito颗粒、分散液和ito膜的制造方法 |
CN111601773A (zh) * | 2018-01-15 | 2020-08-28 | 国立大学法人东北大学 | Ito颗粒、分散液、ito颗粒的制造方法、分散液的制造方法和ito膜的制造方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2776573B2 (ja) | 1989-07-20 | 1998-07-16 | 住友金属鉱山株式会社 | 酸化インジウム‐酸化錫微粉末の製造方法 |
JP3355733B2 (ja) * | 1992-12-28 | 2002-12-09 | 三菱マテリアル株式会社 | 低抵抗導電性顔料及びその製造方法 |
JP3862385B2 (ja) * | 1996-11-08 | 2006-12-27 | Dowaホールディングス株式会社 | 酸化スズ含有酸化インジウム粉及び焼結体の製造方法 |
DE19840527B4 (de) | 1998-09-06 | 2008-01-24 | Institut für Neue Materialien Gemeinnützige GmbH | Verfahren zur Herstellung von Suspensionen und Pulvern von Indium-Zinn-Oxid |
JP4488623B2 (ja) * | 1998-09-06 | 2010-06-23 | ライプニッツ−インスティトゥート フィア ノイエ マテリアーリエン ゲマインニュッツィゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクタ ハフトゥンク | インジウムスズ酸化物に基づくサスペンション及び粉末の調製方法並びにその使用 |
JP4424582B2 (ja) * | 2001-11-16 | 2010-03-03 | 日立マクセル株式会社 | スズ含有酸化インジウム粒子とその製造方法、ならびに導電性塗膜と導電性シート |
JP2004123403A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | 結晶性ito分散液の製造方法 |
JP4174281B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2008-10-29 | 富士フイルム株式会社 | 酸化インジウム微粒子の製造方法 |
JP2005272737A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Japan Science & Technology Agency | 金属酸化物薄膜前駆体の製造方法及びその利用 |
JP2006101208A (ja) | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Aiphone Co Ltd | 集合住宅インターホンシステム |
JP4586126B2 (ja) * | 2006-03-03 | 2010-11-24 | Dowaエレクトロニクス株式会社 | Ito粉体およびその製造方法、ito塗料、並びにito導電膜 |
JP4617499B2 (ja) | 2006-03-31 | 2011-01-26 | Dowaエレクトロニクス株式会社 | Ito粉体およびその製造方法、透明導電材用塗料、並びに透明導電膜 |
-
2007
- 2007-10-01 JP JP2007258137A patent/JP5589214B2/ja active Active
-
2008
- 2008-09-26 CN CN2008801098870A patent/CN101815674B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-09-26 EP EP08835653A patent/EP2208707A4/en not_active Withdrawn
- 2008-09-26 WO PCT/JP2008/067441 patent/WO2009044674A1/ja active Application Filing
- 2008-09-26 US US12/733,949 patent/US8512602B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-09-30 TW TW097137447A patent/TWI542549B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009084122A (ja) | 2009-04-23 |
WO2009044674A1 (ja) | 2009-04-09 |
CN101815674B (zh) | 2013-07-10 |
CN101815674A (zh) | 2010-08-25 |
JP5589214B2 (ja) | 2014-09-17 |
EP2208707A4 (en) | 2013-01-23 |
US8512602B2 (en) | 2013-08-20 |
TW200922875A (en) | 2009-06-01 |
US20100252785A1 (en) | 2010-10-07 |
EP2208707A1 (en) | 2010-07-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI542549B (zh) | ITO powder and its manufacturing method, transparent conductive material coating, and transparent conductive film | |
US20180031739A1 (en) | Nanometric tin-containing metal oxide particle and dispersion, and preparation method and application thereof | |
TWI523813B (zh) | 氧化錫粒子及其製造方法 | |
JP5618229B2 (ja) | Ito粉末、ito粒子の製造方法、透明導電材用塗料並びに透明導電膜 | |
JP4617499B2 (ja) | Ito粉体およびその製造方法、透明導電材用塗料、並びに透明導電膜 | |
JP5472589B2 (ja) | Ito粒子の製造方法 | |
KR100666728B1 (ko) | 금속산화물 중공 나노입자의 제조방법 | |
TW201620966A (zh) | 含有鈦酸鹽奈米粒子之可溶液處理的hri(高折射率)光學膜 | |
JP2011198518A (ja) | 導電性微粒子およびその製造方法、可視光透過型粒子分散導電体 | |
Li et al. | Synthesis and electrical properties of antimony–doped tin oxide–coated TiO2 by polymeric precursor method | |
Voon et al. | Synthesis and preparation of metal oxide powders | |
WO2011045223A1 (en) | Re-dispersible metal oxide nanoparticles and method of making them | |
JP5564207B2 (ja) | 赤外線遮蔽材料、赤外線遮蔽用塗料、赤外線遮蔽膜、並びに、赤外線遮蔽基材 | |
JP5673273B2 (ja) | 近赤外線吸収粒子およびその製造方法、ならびに分散液、樹脂組成物、近赤外線吸収塗膜を有する物品および近赤外線吸収物品 | |
JP5726728B2 (ja) | Ito粉体、ito塗料、並びに、ito塗料を用いて成膜される透明導電膜 | |
Yamada et al. | Highly concentrated solvothermal synthesis of sub-10-nm BaTiO3 nanoparticles for optical applications | |
KR101157460B1 (ko) | 분무열분해법에 의한 알루미늄산화물이 도핑된 산화아연 분말의 제조 | |
JP4793537B2 (ja) | 可視光透過型粒子分散導電体、導電性粒子、可視光透過型導電物品、およびその製造方法 | |
JP5706797B2 (ja) | 錫ドープ酸化インジウム粒子 | |
Wang et al. | Effects of ethanol addition and Ba/Ti ratios on preparation of barium titanate nanocrystals via a spray pyrolysis method | |
Bobowska et al. | Organic–inorganic nanocomposites of (2‐hydroxypropyl) cellulose as a precursor of nanocrystalline zinc oxide layers | |
CA2780831A1 (en) | Method for fabrication of metal oxide nanoparticles | |
JP5610700B2 (ja) | 錫含有酸化インジウムの製造方法、透明導電材用塗料の製造方法、および、透明導電膜の製造方法 | |
JP2005324312A (ja) | ナノ構造体 | |
Özen | Indium zinc oxide (IZO) nanocomposite synthesis by sol-gel and ultrasonic spray pyrolysis methods |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |